食品级氢氧化钙在过氧化钙的应用以及过氧化钙的生产工艺

过氧化钙(CaO2 )是白色或微黄色粉末,无臭无味,极微溶于水,溶于酸。过氧化钙在275 ℃时开始分解,在湿空气或水中可长期缓慢释放出氧气,此外,它具有较强的漂白、杀菌、消毒作用,对环境无危害。过氧化钙是一种很有应用价值和发展前途的化工产品,具有广阔的市场前景 。

目前,过氧化钙的生产方法按所含钙原料,可分为钙盐法(氯化钙或硝酸钙)和食品级氢氧化钙法两类。其中食品级氢氧化钙法又可分为传统法、空气阴极法和喷雾干燥法。钙盐法和传统的食品级氢氧化钙法的工艺过程和设备较简单，技术较成熟，适合于小规模生产。钙盐法和传统的食品级氢氧化钙法、空气阴极法的共同缺点是采用稀溶液生产，大量母液中过氧化氢分解损失大，其产品收率和含量不可能达到很高，CaO2含量一般仅为50％～60％； 喷雾干燥法则采用高浓度过氧化氢（54％H2O2）和固体（或浆状）食品级氢氧化钙直接进行反应,并采用喷雾法脱水干燥，物料中水份少，可减少过氧化氢的分解损失，具有流程简单、收率高、能耗低的特点。但该法的问题是控制难度较大，设备管道易结垢堵塞，且存在爆炸的危险性。另外,国内由于缺少高浓度过氧化氢,一般采用与石灰乳反应的方法生产[2]。

过氧化氢与石灰乳反应生产过氧化钙的生产工艺流程图见图1

 

图1 CaO2生产工艺流程

生石灰与母液和补充水在化灰池中消化成石灰乳后加入反应器中，与双氧水反应生成过氧化钙，为了降低过氧化氢和反应生成的过氧化钙的分解，其间加入复合稳定剂。反应一定时间后，将生成的CaO2料浆过滤分离，其固相再经干燥即为产品，液相母液返回化灰池。[3]

研究过氧化钙的工业化生产工艺，适宜工艺条件的选择是保证。

石灰乳用量 从表1和表2所列实验数据看，其它条件相当，石灰乳用量较大时，产品收率高，但CaO2含量降低；反之，石灰乳用量较小时，产品CaO2含量高，但收率有所降低。综合产品收率和产品CaO2含量两方面因素考虑，故选择石灰乳用量为理论量的110％（即过量10％）较合适。

 

表一

 

表二 

石灰乳中Ca(OH)2含量

由表2数据可见，降低石灰乳中Ca(OH)2含量，对提高产品CaO2含量和产品收率有利，但Ca(OH)2含量过低，将导致设备生产能力下降，故不能太低。因此石灰乳中Ca(OH)2含量选择为20％-50％为宜。

稳定剂用量自配复合稳定剂用量

无论对产品CaO2含量指标，还是产品收率指标，为双氧水用量的7％左右是合适的。

反应温度

从理论上讲，低温反应可降低H2O2和CaO2的分解损失，可望提高产品CaO2含量和产品收率。但实验结果显示并非如此，常温下反应所得产品中CaO2含量和产品收率均比低温下反应高。

在实验过程中，观察到低温反应时，放出的气泡（氧气）确比常温下少，所得含水湿产品量也较高，但在干燥过程中，放出较多的氧气，低温真空干燥和110℃下干燥均是如此，说明CaO2分解现象较严重，而常温下反应所得湿物料产品，在干燥过程中较稳定。导致上述现象的原因尚待进一步研究，但从实验结果看，选择常温（20～30℃）下反应条件是有利的。

反应时间

反应时间的选择，从图2和图3来看，不宜过短，也不宜过长。过短，反应不完全；过长，则增加产物CaO2在液相中的停留时间而增加分解损失。从实验结果分析看，在实验范围内，选择投料完毕后反应30min是适宜的。

 

 

另外，复合稳定剂的加料方式也应注意，从前后实验结果看，不宜直接加入到石灰乳中，而是加入到双氧水中较好，以免降低其稳定效果。